Carvoejamento, Carbonização e Pirólise

José Dilcio da RochaPesquisador da EMBRAPA - Agroenergia

I Seminário Madeira Energética – MADEN 2008ABC - RJ, 2 e 3 de setembro de 2008

O que é Carvoejamento, Carbonização, Pirólise e

Termólise (Craqueamento Térmico)?Esses termos referem-se a processos de

conversão termoquímica sem oxigênio. Podem ser aplicados a biomassa ou a combustíveis fósseis (coqueificação). Existem várias tecnologias associadas a eles, cada uma delas têm suas características operacionais, rendimentos e produtos (sólidos, líquidos e gasosos).

Processos de Processos de ConversConversão de ão de

BiomassaBiomassa• Combustão• Gaseificação• Pirólise

(Carbonização)

• Liquefação• Torrefação

• Fermentação• Hidrólise• Biodigestão• Extração de

Óleos • Transesterificaç

ão• Compactação

Processos Termoquímicos e

Produtos

Pirólise

Liquefação

Gaseificação

Combustão

Carvão

Bio-óleo

Água

Gás MPC*

Gás BPC*

Calor

Misturador

Transformação

Turbina

Síntese

Gerador

Síntese

Caldeira

Emulsões

Gasollina +Diesel

Metanol

Álcool

Potência

Amônia

*MPC e BPC significam Médio e Baixo Poder Calorífico, respectivamente.

Tecnologias deConversão

ProdutosPrimários

Tecnologias deProcessamento

ProdutosSecundários

Rendimentos (% b.s.)

Líquido(%)

Sólido(%)

Gás(%)

PiróliseRápida

Temperatura moderada,curto tempo deresidência dos vapores

75 12 13

Carbonização Baixa temperatura,tempo de residêncialongo

30 35 35

Gaseificação Alta temperatura,tempo de residêncialongo

5 10 85

Fonte: WRE, 4(1) 2001

A Pirólise RápidaLeito Fluidizado 200 kg/h de Biomassa

(Unicamp/Bioware)

Planta de Carbonização Contínua de Resíduos de Biomassa (Carvão Verde) em

C. Macabu-RJ

Como a biomassa é processada?

Planta de Papel & Celulose (CambaráSA)

Usina de AçÚcar e Álcool (U.Pedra-SP)

Planta de Ferro-gusa (Pará) Carvoaria (MS)

O que é o ferro-gusa?Para a produção de 1 t de ferro-gusa, em média, utilizam 0,875 t de carvão vegetal, 1,5 t de hematita (minério de ferro) e 0,2 t de material fundente (calcário, dolomita e quartzito), que deixam o alto-forno como uma liga metálica (Fe-C) com teor médio de carbono entre 3,5 e 4,5%.Os fornos “rabo-quente” convertem 2,6 t de lenha em 0,875 t de carvão vegetal.

(Ref. http://www.anppas.org.br/encontro_anual/encontro2/GT/GT06/maurilio_monteiro.pdf)

Cadeia Produtiva do Ferro-gusa[Monteiro, M.A. Em busca de carvão vegetal barato: o deslocamento de siderúrgicas para a Amazônia v. 9, n. 2, p. 55-97, dez. 2006 ISSN 1516-6481]

3 vertentes principais:. Desenvolvimento de Tecnologia Agronômica (sistemas de produção sustentáveis). Desenvolvimento de Tecnologia Industrial (processos de eficiência de conversão). Estudos transversais (ambientais, sócio-econômicos, mercado, gestão, políticas públicas)

Matérias-primas:

Plataformas de Agroenergia

Cana-de-açúcar já é a segunda fonte primária de energia no Brasil

EPE, Resultados preliminares – BEN 2008

A bioenergia (cana e lenha) na Matriz Energética Brasileira (de 1940

a 2006)•Segundo dados do BEN 2007 (ano base 2006) a oferta de energia cresceu quase 10 vezes em 66 anos;

•A oferta de lenha e carvão vegetal cresceu 1,5 vezes;•A oferta de produtos da cana cresceu quase 60 vezes;•A oferta de petróleo, gás e derivados cresceu 70 vezes;

Evolução da oferta de bioenergia em % na Matriz Energética Brasileira (BEN 2007)

Ano 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2006

Lenha e Carvão Vegetal

83,3 78,1 63,9 47,6 27,1 20,1 12,1 12,6

Produtos da cana

2,4 2,7 4,3 5,4 8,0 13,4 10,9 14,6

• A taxa de crescimento da lenha e carvão vegetal foi muito mais baixa do que a taxa de crescimento dos produtos da cana;

• Os produtos da cana tiveram o mesmo vigor de crescimento do petróleo e da energia hidrálica, já a lenha e carvão vegetal não;

• Em 1940 o Brasil era um país essencialmente tocado a lenha, grande parte ou mesmo a totalidade dessa fonte era de origem nativa;

• O crescimento gradativo da cana mostra o efeito claro da agregação tecnológica, evoluindo do engenho as destilarias atuais;

• A lenha continua com seus tradicionais fornos produzindo o carvão vegetal.

Questões a serem respondidas• Como introduzir novos processos, novas

tecnologias e novas aplicações para a lenha e o carvão vegetal no Brasil? Políticas Públicas

• Como aumentar a sustentabilidade e renovabilidade na produção de lenha e carvão vegetal? Controle na origem da matéria-prima e

aproveitamento integral

• Como diminuir o consumo de matéria-prima proveniente da floresta nativa na produção de lenha e carvão vegetal? Leis

• Como viabilizar o uso de outras matérias-primas não florestais? Briquetes Siderúrgicos ou Carvão

vegetal em pó.

EMBRAPA-AGROENERGIAEmpresa Brasileira de Pesquisa Agropecuáriahttp://www.cnpae.embrapa.br/e-mail: jose.rocha@embrapa.br

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